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KR20020050881A - Method For Manufacturing Vessel And Device For Manufacturing Vessel - Google Patents

Method For Manufacturing Vessel And Device For Manufacturing Vessel Download PDF

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Publication number
KR20020050881A
KR20020050881A KR1020000080071A KR20000080071A KR20020050881A KR 20020050881 A KR20020050881 A KR 20020050881A KR 1020000080071 A KR1020000080071 A KR 1020000080071A KR 20000080071 A KR20000080071 A KR 20000080071A KR 20020050881 A KR20020050881 A KR 20020050881A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
molded body
container
manufacturing
molded
Prior art date
Application number
KR1020000080071A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기철
이승영
Original Assignee
신현준
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신현준, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 신현준
Priority to KR1020000080071A priority Critical patent/KR20020050881A/en
Publication of KR20020050881A publication Critical patent/KR20020050881A/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08Auxiliary devices therefor
    • B23K3/087Soldering or brazing jigs, fixtures or clamping means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method and an apparatus for manufacturing a container are provided to reduce the processing load and to achieve a light and small sized container by forming a plastic member having a flange in a diameter direction of the container and welding the flange of the plastic member. CONSTITUTION: An apparatus for manufacturing a container comprises a plastic member fixing device(10) having a lower fixing bar(12) fixed to a frame(11) and a lower fixing member(121) fixed to the lower fixing bar(12) so as to properly maintain a plastic member. A cylinder(13) is fixed to the frame(11). A plurality of upper fixing members(14) are moved by the cylinder(13) so as to apply pressure to the plastic member in such a manner that the plastic member is not moved. A welding device is provided to weld a flange of the plastic member.

Description

용기의 제조방법 및 그 장치{Method For Manufacturing Vessel And Device For Manufacturing Vessel}Method for manufacturing vessel and device therefor {Method For Manufacturing Vessel And Device For Manufacturing Vessel}

본 발명은 각종 냉동기기, 진공기기 및 전자기기등에 사용 가능한 용기를 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 용기의 원주방향으로 성형된 성형체를 용접하여 용기를 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a container usable in various refrigerators, vacuum devices, electronic devices, and the like, and more particularly, to a method for manufacturing a container by welding molded articles molded in the circumferential direction of the container, and Relates to a device.

소형 밀폐 압력 용기는 각종 냉동기기, 진공기기 및 전자기기에 장착되어 필요한 압력을 유지하거나 압력 기기의 성능을 향상시키는 역할을 할 수 있는 주요 부품이다.Small sealed pressure vessel is a major component that can be installed in various refrigeration equipment, vacuum equipment and electronic equipment to maintain necessary pressure or improve performance of pressure equipment.

이러한 용기를 만들 때 지금까지의 제조 공정은 소정의 금속 판재를 원통 모양의 성형장치를 이용하여 깊이 방향으로 압출 성형하므로서 용기 형상을 만든 다음 마감 부분을 기계적으로 체결한 후 봉합 공정을 통과하거나, 아크 용접법으로 마감하거나, 브레이징 또는 솔더링법으로 접합하는 방법이 이용되었다.When making such a container, the manufacturing process up to now has made the shape of a container by extruding a predetermined metal plate in the depth direction using a cylindrical molding apparatus, and then mechanically fastening the finishing part, and then passing the sealing process or arcing Finishing by welding, brazing or soldering was used.

그러나, 종래의 제조 방법은 가공재의 폭 대비 깊이의 비가 최소 5 이상의 심가공을 받기 때문에 소재의 가공성에 제한점이 있을 뿐만 아니라 가공장치의 용량과 규모 및 마모 등 불리한 점이 많았고 용접에 사용되는 에너지의 단위 면적당 밀도도 낮으므로 용접 공정 중에 열 전달 효과에 의하여 불필요하게 넓은 영역을 가열하는 효과를 부여하기 때문에 재료의 열화 , 생산 시간의 과다 등 여러 가지 문제점을 가지고 있었다.However, in the conventional manufacturing method, since the ratio of the depth to the depth of the workpiece is subjected to deep processing of at least 5 or more, there are not only limitations to the workability of the material but also disadvantages such as the capacity, scale, and wear of the processing equipment, and a unit of energy used for welding. Since the density per area is also low, the effect of heating a large area unnecessarily by the heat transfer effect during the welding process has various problems such as material degradation and excessive production time.

본 발명자는 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써 본 발명은 용기의 직경방향으로 성형한 플랜지부를 갖는 성형체를 제조하고 성형체의 플랜지부를 용접하여 용기를 제조함으로써 성형가공부하의 감소를 가져오고, 소재의 선택범위를 확대시킬 수 있을 뿐만 아니라 가볍고 소형인 용기의 제조를 보다 경제적으로 가능하게 하는 용기제조방법 및 그 장치를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventor performs research and experiment in order to solve the above-mentioned all the said troubles, and based on the result, this invention proposes this invention, and this invention manufactures the molded object which has the flange part shape | molded in the radial direction of a container. And manufacturing the container by welding the flange of the molded body, which reduces the molding processing load, expands the range of material selection, and makes the container manufacturing method more economically possible. To provide a device, the purpose is.

도 1은 본 발명에 부합되는 성형체 고정장치의 구성도1 is a block diagram of a molded body fixing device according to the present invention

도 2는 본 발명에 부합되는 성형체 고정장치의 평면도2 is a plan view of a molded body fixing device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 성형체를 고정한 상태를 나타내는 성형체 고정장치의 일부 개략도3 is a partial schematic view of a molded body fixing device showing a state in which a molded body is fixed according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따라 성형체를 이탈한 상태를 나타내는 성형체 고정장치의 일부 개략도Figure 4 is a schematic view of a portion of the molded body fixing device showing a state in which the molded body is separated according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따라 플랜지부를 갖는 성형체의 형태 개략도5 is a schematic view of a shape of a molded body having a flange portion according to the present invention;

도 6은 두개의 용기를 제조하기 위한 본 발명에 부합되는 하부 고정구의 일례 구성도6 is an exemplary configuration of a lower fixture in accordance with the present invention for producing two containers

도 7은 도 6의 "A"부분 상세도FIG. 7 is a detailed view of portion “A” of FIG. 6;

도 8은 도 6의 "B"부분 상세도FIG. 8 is a detailed view of portion “B” of FIG. 6;

도 9는 용접부 중심으로부터의 거리변화에 따른 미소경도변화를 나타내는 그래프9 is a graph showing a change in microhardness according to a change in distance from the center of a welded part;

도 10은 본 발명에 따라 용접된 용접부 변형측정결과도10 is a weld measurement deformation measurement results according to the invention

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 . . . 성형체 고정장치 12 . . . 하부고정대 13 . . . 실린더10. . . Molding device 12. . . Lower Fixture 13. . . cylinder

14 . . . 상부 고정구 20 . . . 성형체 21 . . . 플랜지부14. . . Upper Fixture 20. . . Molded body 21. . . Flange

30 . . . 차폐가스공급원 31 . . . 가스공급관 40 . . . 용접장치 50 . . . 제어기 121 . . . 하부 고정구 122 . . . 가스유통로 141 . . . 아암 142 . . . 클램프 151 . . . 용접헤드30. . . Source of shielded gas 31. . . Gas supply pipe 40. . . Welding device 50. . . Controller 121. . . Lower Fixture 122. . . Gas channel 141. . . Arm 142. . . Clamp 151. . . Welding head

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본 발명은 용기를 제조하는 방법에 있어서,The present invention provides a method for producing a container,

두개의 강재을 준비하는 단계;Preparing two steels;

제조하고자 하는 용기를 길이방향으로 구분하여 두개의 부분으로 나누는 단계;Dividing the container to be produced longitudinally into two parts;

상기와 같이 구분된 각각의 부분에 해당되는 형상 및 그 외부에 플랜지부를 갖도록 용기의 원주방향으로 상기 두개의 강재를 각각 성형하여 두개의 성형체를 제조하는 단계;Manufacturing two molded bodies by molding the two steels in the circumferential direction of the container so as to have a shape corresponding to each part divided as described above and a flange portion at the outside thereof;

상기 두개의 성형체중 하나의 성형체를 하부고정구에 위치시키고 상기 용기형상을갖도록 상기 성형체위에 다른 성형체를 배치시킨 다음, 다수개의 상부 고정구로 성형체들이 움직이지 않도록 유지시키는 단계; 및Placing one of the two molded bodies in the lower fixture and placing the other molded body on the molded body to have the container shape, and then keeping the molded bodies from moving with a plurality of upper fixtures; And

용접에 지장을 초래하지 않도록 상기 상부 고정구를 상기 성형체로부터 제거하고 다시 성형체를 유지시키는 방식으로 상기 성형체의 프랜지부를 고밀도 열원으로 용접하는 단계를 포함하여 구성되는 용기의 제조방법에 관한 것이다.And welding the flange portion of the molded body with a high density heat source in such a manner as to remove the upper fixture from the molded body and to maintain the molded body so as not to interfere with welding.

또한, 본 발명은 결합하면 용기의 형상을 갖고 그 외부에 각각 플랜지부를 갖는 두개의 성형체를 용접하여 용기를 제조하는 장치에 있어서,In addition, the present invention is an apparatus for manufacturing a container by welding two molded bodies each having a shape of a container and a flange portion on the outside thereof,

프레임에 고정되어 있는 하부 고정대;A lower holder fixed to the frame;

상기 하부고정대상에 고정되고 그리고 성형체를 적절히 유지하도록 형성되는 하부 고정구;A lower fastener fixed to the lower fixed object and formed to appropriately hold a molded body;

상기 프레임에 고정되어 있는 실린더에 의해 운동이 가능하고 그리고 용접시 성형체가 움직이지 않도록 압력을 부여하도록 구성되는 다수개의 상부 고정구;A plurality of upper fasteners configured to be movable by the cylinder fixed to the frame and to pressurize the molded body to not move during welding;

및 상기 성형체의 플랜지부를 용접하는 용접장치를 포함하고,And a welding device for welding the flange portion of the molded body,

상기 상부 고정구는 하나 이상의 관절을 갖고 그 일단이 상기 실린더에 연결되어 실린더의 작동에 의해 운동하도록 구성되는 아암 및 이 암에 고정되어 성형체와 접촉하여 성형체를 움직이지 않도록 해주는 클램프를 포함하여 구성되는 용기의 제조장치에 관한 것이다.The upper fixture includes a container having one or more joints, one end of which is connected to the cylinder and configured to move by operation of the cylinder, and a clamp fixed to the arm to prevent the molding from moving in contact with the molding. It relates to a manufacturing apparatus of.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에 따라 용기를 제조하기 위해서는 두개의 강재을 준비하고,In order to manufacture a container according to the present invention, two steels are prepared,

제조하고자하는 용기를 길이방향으로 구분하여 두개의 부분으로 나눈 다음,After dividing the container to be produced in two lengthwise sections,

상기와 같이 구분된 각각의 부분에 해당되는 형상 및 그 외부에 플랜지부를 갖도록 용기의 원주방향으로 상기 두개의 강재를 각각 성형하여 두개의 성형체를 제조하는 것이 필요하다.It is necessary to produce two molded bodies by molding the two steel materials in the circumferential direction of the container so as to have a shape corresponding to each of the divided parts as described above and a flange portion on the outside thereof.

본 발명에 적절히 사용될 수 있는 강재의 두께는 0.3-1.5mm정도가 바람직하다.The thickness of the steel that can be suitably used in the present invention is preferably about 0.3-1.5mm.

상기 두개의 성형체중 하나의 성형체를 하부고정구에 위치시키고 상기 용기형상을 갖도록 상기 성형체위에 다른 성형체를 배치시킨 다음, 다수개의 상부 고정구로 성형체들이 움직이지 않도록 유지시킨다.One of the two shaped bodies is placed in the lower fixture and another shaped body is placed on the shaped body to have the container shape, and then the shaped bodies are kept in motion by a plurality of upper fixtures.

다음에, 용접에 지장을 초래하지 않도록 상기 상부 고정구를 상기 성형체로부터 제거하여 용접을 행하고, 다시 성형체를 유지시키는 방식으로 상기 성형체의 플랜지부를 고밀도 열원으로 용접하므로써 목적하는 용기가 제조된다.Next, the desired container is manufactured by welding the flange portion of the molded body with a high-density heat source in such a manner that the upper fixture is removed from the molded body and welded so as not to interfere with welding, and the molded body is held again.

본 발명에서 적절히 사용될 수 있는 용접방법으로는 전자빔 용접방법 및 레이저 용접방법등을 들수 있다.Welding methods that can be suitably used in the present invention include an electron beam welding method and a laser welding method.

본 발명에 있어서 용접시 용접속도는 17-83mm/s, 차폐가스압력은 196-343kPa정도가 바람직하다.In the present invention, the welding speed is preferably 17-83 mm / s and the shielding gas pressure is about 196-343 kPa.

이하, 본 발명의 용기제조장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, the container manufacturing apparatus of this invention is demonstrated.

본 발명의 용기제조장치는 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 프레임(11)에 고정되어 있는 하부 고정대(12), 상기 하부고정대(12)상에 고정되고 그리고 성형체(20)를 적절히 유지하도록 형성되는 하부 고정구(121), 및 상기 프레임(11)에 고정되어 있는 실린더(13)에 의해 운동이 가능하고 그리고 용접시 성형체(20)가 움직이지 않도록 압력을 부여하도록 구성되는 다수개의 상부 고정구(14)를 포함하는 성형체 고정장치(10)와 도 6에 나타난 바와 같이 상기 성형체(20)의 플랜지부(21)를 용접하는 용접장치(40)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the container manufacturing apparatus of the present invention is fixed on the lower holder 12, the lower holder 12, which is fixed to the frame 11, so as to properly hold the molded body 20. A plurality of upper fixtures configured to be movable by the lower fixture 121 and the cylinder 13 fixed to the frame 11 and to pressurize the molded body 20 during welding ( And a welding device 40 for welding the flange portion 21 of the molded body 20 as shown in FIG. 6.

상기 상부 고정구(14)는 하나 이상의 관절을 갖고 그 일단이 상기 실린더(13)에 연결되어 실린더(13)의 작동에 의해 운동하도록 구성되는 아암(141 )및 이 아암(141)에 고정되어 성형체(20)와 접촉하여 성형체(20)를 움직이지 않도록 해주는 클램프(142)를 포함하여 구성된다.The upper fixture 14 has one or more joints, one end of which is connected to the cylinder 13 and configured to move by the operation of the cylinder 13, and fixed to the arm 141 to form a molded body ( And a clamp 142 which is in contact with 20 to prevent the molded body 20 from moving.

상기 상부 고정구(14)의 클램프(142)는 성형체(20)의 몸체 곡률과 유사하게 가공하여 성형체(20)에 압력이 고르게 분산될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The clamp 142 of the upper fixture 14 is preferably processed similar to the body curvature of the molded body 20 so that the pressure can be evenly distributed in the molded body 20.

또한, 상기 클램프(142)에 의해 가해지는 고정압력(P)은 힘에 의하여 성형체(20)의 플랜지 외곽부가 벌어지지 않는 정도가 바람직한데, 만일 고정압력(P)가 지나치게 높으면 겹치기 용접 간극을 넓히므로 용접 후 용접 비드가 불안정하게 형성되는 요인이 되므로 용접 불량을 일으키거나 용기의 내압 강도를 확보하기가 어렵게 된다.In addition, the fixed pressure P applied by the clamp 142 is preferably such that the flange outer portion of the molded body 20 does not open due to the force. If the fixed pressure P is too high, the overlap welding gap is widened. Therefore, the weld bead becomes unstable after welding, so it is difficult to cause welding failure or to secure the pressure resistance of the container.

상기 클램프(142)에 압하력을 인가하는 원동력은 공기압 실린더(13)이며, 실린더의 액튜에이터가 구동됨에 따라 동력 전달용 아암(141)을 통하여 최종적으로 각 클램프(142)에 전달된다.The driving force for applying the pressing force to the clamp 142 is a pneumatic cylinder 13, and is finally transmitted to each clamp 142 through the power transmission arm 141 as the actuator of the cylinder is driven.

동력 전달용 아암(141)은 하나 이상의 관절부를 가지며, 도 3에 나타난 바와 같이, 각각 2개의 연결구(141a)(141b)로 구성되어 도 4에 나타난 바와 같이 클램프가 이동할 때 운동 높이를 낮추어 용접 헤드와 간섭이 없도록 하며 수평을 유지하면서 탈착되도록 구성하는 것이 바람직하다.The power transmission arm 141 has one or more joints, and as shown in FIG. 3, each consists of two connectors 141a and 141b to lower the height of movement when the clamp moves as shown in FIG. 4 to weld heads. It is preferable to configure so that there is no interference with and to maintain the horizontal.

또한, 각각의 클램프들은 기계적 강도와 함께 높은 열전도 특성이 있는 동합금으로제조되는 것이 바람직하다.In addition, each of the clamps is preferably made of a copper alloy having high thermal conductivity with mechanical strength.

상기 하부 고정구(121)은 성형체(20)가 항상 일정한 위치에 장착되어 용접될 수 있도록 도 6 내지 도 8에 나타난 바와 같이 외곽(121b)을 성형체 플랜지 높이와 같거나 약간 높이는 구조를 가져야 하며 성형체(20)의 몸체를 지지하는 부분에는 용접 비드의 관통에 의하여 지지점의 상부가 열손상을 입지 않으면서 용접 후 잉여 열을 신속히 제거할 수 있는 크기와 형태를 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.The lower fixture 121 should have a structure in which the outer portion 121b is equal to or slightly higher than the height of the molded flange as shown in FIGS. 6 to 8 so that the molded body 20 can be mounted and welded at a constant position at all times. 20) It is preferable that the upper part of the support point is formed to have a size and shape that can quickly remove excess heat after welding without penetrating the weld bead through the penetration of the weld bead.

본 발명의 성형체 플랜지 용접에서는 하부 고정구(121)가 용접될 재료의 고정과 냉각을 모두 담당하는 역할을 하기 때문에 설치 위치와 치수 정밀도는 매우 중요하다. 따라서 용접을 실시할 때 집속광의 조사 위치 설정도 이러한 요구 조건을 만족하는 값이어야 한다In the molded flange welding of the present invention, since the lower fixture 121 plays a role in both fixing and cooling the material to be welded, the installation position and the dimensional accuracy are very important. Therefore, when performing welding, the irradiation position setting of the focused light should also satisfy the requirements.

상기 하부 고정구(121)에는 냉각 효율을 향상시키기 위한 가스 유통로(122)가The lower fixture 121 has a gas flow passage 122 for improving the cooling efficiency

구비되고, 이 가스 유통로(122)는 차폐가스공급원(30)과 가스공급관계로The gas flow passage 122 is provided in a gas supply relationship with the shielding gas supply source 30.

연결되어 있는 가스공급관(31)과 가스소통관계로 열결되어 있다.It is connected in the gas communication relationship with the gas supply pipe 31 which is connected.

상기 가스 유통로(122)는 소결체가 상하부 고정구에 의해 고정된 상태에서The gas flow passage 122 is a state in which the sintered body is fixed by the upper and lower fixtures

용접될 때 용접부위에 차폐가스를 공급하도록 용접위치에 해당되는 하부고정구Lower fixture corresponding to the welding position to supply shielding gas to the welded portion when welded

부분에 형성된다.Formed on the part.

한편, 본 발명에 있어서 각각의 실린더(13)를 순차적으로 제어할 수 있는Meanwhile, in the present invention, each cylinder 13 can be controlled sequentially.

제어기(50)를 구비시키는 것이 바람직하다.It is desirable to have a controller 50.

즉, 상기 제어기(50)는 각각의 실린더(13)를 순차적으로 제어하여 용접을 실시할 때 에너지 집속점 또는 용접 헤드와 간섭이 없도록 시간차 신호를 공급한다. 이 시간차 제어신호는 공기압 조절기에 인가되어 적정 압력을 만든 다음 제어되어야 할 실린더로 압축공기를 공급한다.That is, the controller 50 sequentially controls each cylinder 13 to supply a time difference signal so that there is no interference with the energy focusing point or the welding head when performing welding. This time difference control signal is applied to the pneumatic regulator to create the proper pressure and then supplies compressed air to the cylinder to be controlled.

도 1 및 도 2에는 4개의 상부고정구를 갖는 성형체 고정장치가 제시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 상부고정구의 수는 적절히 변화될 수 있다.1 and 2, the molded article holding device having four upper fasteners is shown, but the present invention is not limited thereto, and the number of the upper fasteners may be appropriately changed.

이하, 상기와 같이 구성되는 용기의 제조장치를 이용하여 용기를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the method of manufacturing a container using the manufacturing apparatus of the container comprised as mentioned above is demonstrated.

도 5에 나타난 바와 같이, 플랜지부(21)를 갖는 성형체(20)를 두개 준비하여 하나를 하부고정구(121)상에 위치시킨 후, 다른 하나의 성형체(20)를 상기 성형체(20)위에 배치한 다음, 실린더(13)를 작동시켜 상부고정구(14)의 클램프(142)가 성형체에 접촉하여 성형체에 가압력을 부여하도록 아암(141)을 이동시킨다.As shown in FIG. 5, two molded bodies 20 having flanges 21 are prepared and one is placed on the lower fixture 121, and then another molded body 20 is placed on the molded body 20. Then, the cylinder 13 is operated to move the arm 141 so that the clamp 142 of the upper fixture 14 contacts the molded body to apply a pressing force to the molded body.

즉, 도 3에 나타난 바와 같이, 상하부고정구에 의해 성형체를 고정시킨 다음, 가스 유통로(122)는 차폐가스 주입구(30)으로부터 가스공급관(31)을 통해 가스 유통로(122)에 차폐가스를 공급하면서 용접장치(40)를 사용하여 성형체의 플랜지부를 용접한다.That is, as shown in Figure 3, after fixing the molded body by the upper and lower fixing sphere, the gas flow passage 122 is a shielding gas to the gas flow passage 122 through the gas supply pipe 31 from the shield gas injection port 30 While supplying, the flange part of the molded object is welded using the welding apparatus 40. FIG.

상기 용접시 용접이 개시되는 부분에 위치되는 클램프(142)를 도 4에 나타난 바와 같이, 성형체로부터 이탈 시킨 다음, 용접을 개시하고 그 클램프에 의한 고정위치로부터 용접헤드가 일정한 거리만큼 멀어지는 경우에는 그 클램프를 다시 원위치시켜 성형체에 가압력을 부여하고, 다음의 클램프를 성형체로부터 이탈시키는 방식으로 용접을 실시한다.As shown in FIG. 4, the clamp 142 positioned at the portion where the welding is started during the welding is detached from the molded body, and then the welding is started and the welding head is moved away from the fixed position by the clamp by a certain distance. The clamp is put back in place to apply a pressing force to the molded body, and welding is performed in such a manner that the next clamp is released from the molded body.

즉, 제어기(50)에서 각각의 실린더(13)를 순차적으로 제어하여 용접을 실시할 때 에너지 집속점 또는 용접 헤드와 간섭이 없도록 시간차 신호를 공급한다. 이 시간차 제어신호는 공기압 조절기에 인가되어 적정 압력을 만든 다음 제어되어야 할 실린더(13)로 압축공기를 공급한다.That is, the controller 50 sequentially controls each cylinder 13 to supply the time difference signal so that there is no interference with the energy focus point or the welding head when welding is performed. This time difference control signal is applied to the pneumatic pressure regulator to create a proper pressure and then supplies compressed air to the cylinder 13 to be controlled.

용접 개시 직전에는 모든 실린더(13)에 압축공기가 공급되어 성형체를 균일하게 가압하여 용접에 필요한 접합부 간극을 최소화한다. 그 상태에서 제어기(50)는 용접장치의 헤드가 소정의 위치에 도달하였을 때 최초 용접 위치에 있는 클램프(142)가 신속하게 성형체에서 이탈되어 용접할 공간을 제공한다.Immediately before the start of welding, compressed air is supplied to all the cylinders 13 to uniformly press the molded body to minimize the joint gap required for welding. In that state, the controller 50 provides a space for the clamp 142 in the initial welding position to be quickly detached from the molded body when the head of the welding apparatus reaches a predetermined position to weld.

상기와 같이 클램프의 이탈이 확인되면 제어기(50)는 레이저 발진기 또는 전자빔 발생기의 출력 지령신호를 발생시켜 용접장치의 헤드로 미리 설정된 적정용접 에너지를 전송하여 용접을 개시한다. 용접헤드가 클램프(142)의 마지막 위치를 지나려는 순간 이번에는 다음 클램프(142)가 이탈하면서 그 전의 클램프(142)는 신속히 원래의 위치로 돌아와 성형체를 다시 가압하며 용접장치의 헤드는 이동 속도의 변화 없이 일정한 속도를 유지하며 다음 위치의 용접을 진행하게 된다.When the deviation of the clamp is confirmed as described above, the controller 50 generates an output command signal of the laser oscillator or the electron beam generator, and transmits a predetermined appropriate welding energy to the head of the welding apparatus to start welding. As soon as the welding head is about to pass the last position of the clamp 142, this time the next clamp 142 is released and the previous clamp 142 quickly returns to its original position and presses the forming body again, and the head of the welding apparatus has a It maintains constant speed without change and performs welding of the next position.

쌍둥이 압력용기 제조의 경우에는 상기한 과정은 성형체 용접이 완료되는 동안 2회 반복된다.In the case of twin pressure vessel manufacturing, the above procedure is repeated twice while the molded body welding is completed.

상기에서는 동시에 두개의 용기를 제조하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 하나의 용기 또는 3개 이상의 용기를 동시에 제조하는 경우에도 적용될 수 있다.In the above, the case of manufacturing two containers at the same time has been described, but the present invention is not limited thereto and may be applied to the case of manufacturing one container or three or more containers at the same time.

이하, 본 발명에 있어서 성형체를 하부 고정구(121)에 바람직하게 배치시키는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the method of arrange | positioning the molded object to the lower fixture 121 in this invention suitably is demonstrated.

박판 재료를 고에너지 밀도 열원으로 겹치기 이음 용접을 실시하는 종래의 용접방법에서는 용접될 위치의 좌우 상부에 상부 고정구를 배치하고 그 반대 편에 하부 고정구를 설치한 다음 적정 압력(P)을 인가 하여 용접을 실시한다. 이 때 용접부 고정 장치는 소재의 고정 효과 뿐만 아니라 용융 후 잉여 에너지를 제거하는 역할도 담당한다. 따라서 정상상태로 용접이 진행되는 동안 용융부의 형태는 최고온도 영역인 키홀을 기점으로 하여 용접 진행 방향에 대하여 대칭을 이루는 온도 분포를 나타내게 된다.In the conventional welding method in which a thin material is overlapped with a high energy density heat source, a welding method is performed by arranging an upper fixture on the upper left and right sides of the welded position, a lower fixture on the opposite side, and then applying an appropriate pressure (P) to weld. Is carried out. In this case, the welding part fixing device plays a role of removing surplus energy after melting as well as fixing effect of the material. Therefore, the shape of the molten portion during the welding in the steady state shows a temperature distribution symmetrical with respect to the welding progress direction from the keyhole, the highest temperature region.

그러나, 본 발명에 따라 플랜지부를 갖는 성형체를 용접하여 용기를 제조하는 경우에는 에너지 집속점 열원이 용접방향으로 이동되면서 용접이 이루어질 때 고온 영역인 키홀 부근에서는 용접선에 대하여 좌우 대칭인 온도분포 등고선이 형성되지만 용접이 좀 더 진행된 위치에서는 시간이 지날수록 등고선의 형태가 좌우 비대칭이며 하부고정구가 설치되어 있는 부위에서는 등고선이 가파르게 형성되어 있는 반면 하부고정구가 설치되어 있지 않은 영역에서는 등고선의 간격이 매우 넓어 거의 전 영역에서 높은 온도분포를 나타내게 된다.However, in the case of manufacturing a container by welding a molded body having a flange part according to the present invention, when the welding is performed while the energy focusing point heat source is moved in the welding direction, a temperature distribution contour symmetrically symmetric with respect to the weld line is formed near the keyhole which is a high temperature region. Although the contour is formed, the contour of the contour is asymmetric with time as the welding progresses, and the contour is steep in the area where the lower fixture is installed, while the contour is very wide in the region where the lower fixture is not installed. It shows a high temperature distribution in almost all areas.

따라서, 본 발명에서는 도 6 내지 도 8에 나타난 바와 같이, 하부 용접 비드(60)외곽에서 지지점(121a) 까지의 거리가 키홀 직경의 40-60% 정도가 되도록 성형체를 하부 고정구(121)에 위치시키는 것이 바람직한데, 그 이유는 40%이하에서는 용접 열에 의한 지지점(121a)의 손상 가능성이 증가하고 60%를 초과하는 경우에는 냉각성능과 함께 내력의 저하를 초래하기 때문이다.Therefore, in the present invention, as shown in Figures 6 to 8, the molded body is positioned in the lower fixture 121 so that the distance from the outside of the lower welding bead 60 to the support point 121a is about 40-60% of the keyhole diameter. It is preferable to make it possible, since the possibility of damage of the support point 121a by welding heat increases below 40%, and when it exceeds 60%, it brings about a fall of a proof strength with cooling performance.

한편, 본 발명에 따라 성형체를 용접하고, 용접된 성형체 플랜지 부분의 경화도를 측정하고 그 결과를 도 9에 나타내었다.On the other hand, the molded body was welded according to the present invention, and the degree of cure of the welded molded flange portion was measured and the results are shown in FIG. 9.

도 9에 나타난 바와 같이, 용접 열영향부와 용접 금속부의 경도는 거의 같은 값을 보이고 있어서 용접부 최고 경도를 나타내지 않는 양호한 상태이며 용접부 전체의 경도값도 모재의 경도값에 비하여 약 33%정도 상승하고 있으므로 용기 내부의 압력에 의하여 용접부가 인장력을 받는 경우에도 경도의 이상 상승으로 인하여 연성 및 인성의 저하가 원인이 되는 취성파괴의 우려는 없을 것으로 판단된다.As shown in FIG. 9, the hardness of the weld heat affected zone and the weld metal zone are almost the same, and are in a good state of not exhibiting the maximum hardness of the weld zone, and the hardness of the entire weld zone is also increased by about 33% compared to the hardness of the base metal. Therefore, even when the welded portion is subjected to the tensile force by the pressure inside the container, there is no fear of brittle fracture, which is caused by the deterioration of ductility and toughness due to the abnormal rise in hardness.

또한, 본 발명의 용접부 고정 방법을 이용하여 플랜지가 있는 쌍둥이 압력용기를 제작하였을 때 제작이 완료된 다음 용접선 전체 길이에 대한 용접 변형을 3차원 정밀 측정장치를 이용하여 측정하고, 그 결과를 도 10에 나타내었다.In addition, when fabricating the twin pressure vessel with a flange by using the welding method of the welding portion of the present invention after the completion of the fabrication of the welding deformation for the entire length of the weld seam is measured using a three-dimensional precision measurement device, the results are shown in FIG. Indicated.

도 10에서 Ws는 측정개시위치를, C는 중심위치를, 그리고 Wf는 측정종료위치를 나타낸다.In FIG. 10, Ws denotes a measurement start position, C denotes a center position, and Wf denotes a measurement end position.

도 10에 나타난 바와 같이, 측정개시 위치를 기준점으로 하였을 때 전체 용접선 길이 약350mm에 대하여 용접 변형량은 최대 0.04mm였으며 이 값은 제품의 변형량으로서는 무시하여도 좋을 정도의 값이었다.As shown in FIG. 10, when the measurement start position was used as a reference point, the welding deformation amount was 0.04 mm at maximum for the total welding line length of about 350 mm, and this value was negligible as the deformation amount of the product.

상술한 바와 같이, 본 발명은 용기의 직경방향으로 성형한 플랜지부를 갖는 성형체를 제조하고 성형체의 플랜지부를 용접하여 용기를 제조함으로써 성형가공부하의 감소를 가져오고, 소재의 선택범위를 확대시킬 수 있을 뿐만 아니라 가볍고 소형인용기를 보다 경제적으로 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention produces a molded body having a flange portion molded in the radial direction of the container and welds the flange portion of the molded body to produce a container, thereby reducing the molding processing load and expanding the range of material selection. In addition to being able to manufacture lighter and smaller sized containers more economically.

Claims (2)

용기를 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a container, 두개의 강재을 준비하는 단계;Preparing two steels; 제조하고자 하는 용기를 길이방향으로 구분하여 두개의 부분으로 나누는 단계;Dividing the container to be produced longitudinally into two parts; 상기와 같이 구분된 각각의 부분에 해당되는 형상 및 그 외부에 플랜지부를 갖도록 용기의 원주방향으로 상기 두개의 강재를 각각 성형하여 두개의 성형체를 제조하는 단계;Manufacturing two molded bodies by molding the two steels in the circumferential direction of the container so as to have a shape corresponding to each part divided as described above and a flange portion at the outside thereof; 상기 두개의 성형체중 하나의 성형체를 하부고정구에 위치시키고 상기 용기형상을 갖도록 상기 성형체위에 다른 성형체를 배치시킨 다음, 다수개의 상부 고정구로 성형체들이 움직이지 않도록 유지시키는 단계; 및Placing one of the two molded bodies in a lower fixture and placing the other molded body on the molded body to have the container shape, and then keeping the molded bodies in motion with a plurality of upper fixtures; And 용접에 지장을 초래하지 않도록 상기 상부 고정구를 상기 성형체로부터 제거하고 다시 성형체를 유지시키는 방식으로 상기 성형체의 플랜지부를 고밀도 열원으로 용접하는 단계를 포함하여 구성되는 용기의 제조방법Welding the flange portion of the molded body with a high-density heat source in such a manner as to remove the upper fixture from the molded body and to maintain the molded body so as not to interfere with welding. 결합하면 용기의 형상을 갖고 그 외부에 각각 플랜지부를 갖는 두개의 성형체를 용접하여 용기를 제조하는 장치에 있어서,An apparatus for manufacturing a container by welding two molded bodies each having a shape of the container and having a flange portion outside thereof, 프레임에 고정되어 있는 하부 고정대;A lower holder fixed to the frame; 상기 하부고정대상에 고정되고 그리고 성형체를 적절히 유지하도록 형성되는 하부 고정구;A lower fastener fixed to the lower fixed object and formed to appropriately hold a molded body; 상기 프레임에 고정되어 있는 실린더에 의해 운동이 가능하고 그리고 용접시 성형체가 움직이지 않도록 압력을 부여하도록 구성되는 다수개의 상부 고정구;A plurality of upper fasteners configured to be movable by the cylinder fixed to the frame and to pressurize the molded body to not move during welding; 및 상기 성형체의 플랜지부를 용접하는 용접장치를 포함하고,And a welding device for welding the flange portion of the molded body, 상기 상부 고정구는 하나 이상의 관절을 갖고 그 일단이 상기 실린더에 연결되어 실린더의 작동에 의해 운동하도록 구성되는 아암 및 이 암에 고정되어 성형체와 접촉하여 성형체를 움직이지 않도록 해주는 클램프를 포함하여 구성되는 용기의 제조장치The upper fixture includes a container having one or more joints, one end of which is connected to the cylinder and configured to move by operation of the cylinder, and a clamp fixed to the arm to prevent the molding from moving in contact with the molding. Manufacturing equipment
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